REVM代码阅读 02

前文介绍

在 01章节，对阅读 revm做了一些预先的准备工作，主要包括了解solidity语言，学习 OPCODES以及自顶向下了解 evm的基本结构三部分。其中第三部分最好大致实现征战虚拟机栈的运行过程加深理解。现在开始阅读 revm代码。阅读代码的过程比较枯燥，请保持耐心。

针对单独实现的 evm不在少数，使用 rust编写的 evm也不是唯一的。有下面的两个

https://github.com/rust-ethereum/evm

以上是 rust-ethereum名下的 evm项目，他是 parity名下的项目，在项目中提到 polkdot项目就使用该虚拟机。

另外一个就是我们看的 evm revm

https://github.com/bluealloy/revm

也有众多的以太坊生态项目使用该虚拟机。该项目拥有一本 books来介绍虚拟机的设计思路。在初步阅读代码之前，我们先阅读文档来了解 revm的整体设计思路。

https://bluealloy.github.io/revm/

revm是一个存粹的以太坊运行环境，没有任何网络以及共识的部分，也有降低简化阅读难度。

Revm Books

Evm

根据 revm books的介绍，revm主要分四部分

1. revm: revm核心代码。
2. interpreter: 翻译为解释器。执行带有指令的循环。在上一节中已经提到，revm就是一个栈数据结构，依次弹出栈中的数据和指令（opcodes）进行和执行。
3. primitives: 以太坊的原始数据类型。比如U256。是对于 rust数据类型的包装。
4. precompile: 以太坊虚拟机预编译。在执行之前做一些数据的检查。

每个 crates内部都有也有很多细分模块，这里只是介绍 revm中主要的部分。

1. EVM部分。evm包含两大部分 Context和 handler. Context翻译为上下文，是一种编写二进制应用程序的常见方法，主要包含执行所需的状态。Handler包含作为执行逻辑的函数。Context分为两种具体的 EvmContext和 external context。external context翻译为外部 context。只要是为了外部调用执行的 Hook钩子。EvmContext为内部 Context，有database，environment，journaled state，precompiles四部分。
2. 运行时 Runtime。包含从 handler中调用函数。参考以下示意图

所有的函数按照以上的四个类别进行分组，且按照对应的顺序运行。其中 Execution阶段包含两个循环。 call loop和 interpreter loop。

第一个循环是调用循环，循环中的每一步被称为 Frame，帧。Frame生成 Interpreter loop。Interpreter 负责遍历执行字节码操作（opcodes）。相当于在 call loop中嵌套 Interpreter loop。Interpreter 执行的结果是 InterpreterAction。InterpreterAction 相当于一个枚举，分别指示 Interpreter是否执行完成。传导到“父”级别 Frame中。

其中 Evm是负责运行的模块，在 Evm模块“之前”，有一个 EvmBuilder，会“设置”Evm需要执行的功能。Evmbuilder相当于一个“菜单”。

Interpreter

evm是最核心的模块，也是程序的“启动点”。在上一小节中介绍的 evm中会开启两个两个循环，在 call loop中会嵌套执行 Interpreter循环。解释器循环直接涉及以太坊字节码操作，解释器直接充当事件循环逐步执行操作码。它设置 gas计算，合约本身，内存，栈堆操作，且返回执行结果。

Interprete’r crates中的 gas和 mememory简单介绍就是gas费计算，以太坊内存操作。大致介绍下其中的Host 部分：

1. Host是一个 trait
2. 因为 EVM操作是需要一定“链上信息的”，所以 Host中包含一些链上信息
   1. env 包含当前区块和交易信息
   2. load_account: 查询给定以太坊账户的信息
   3. block_hash：检索给定区块号的哈希信息
   4. balance code code_hash … 用于检索给定账号的余额 代码 代码 hash之类的信息
   5. selfdestruct
3. Host部分维护了一个线上数据获取的统一接口，可以使得虚拟机链接到不同的以太坊网络，比如 mainnet, 测试网等。所以这部分被命名为“主机”。

interpreter_action

interpreter action主要定义了一些解释器执行过程中的数据结构。有 strcuct和 enum主要包含了evm操作的方方面面。比如调用和创建输入，调用上下文（context)，价值转移（以太坊合约合约很多都是围绕转账展开的），以及自毁操作

其他结构略过。以上大致分散的介绍了revm中的前两部分。

待续。。

2024年05月28日20:23:10